數學何以引發恐懼?數學研究也有感情嗎?

北京日報客戶端 2024-05-07 13:15:13

《數學的邏輯》鄭樂隽 著 中信出版集團

在人類曆史發展和社會生活中,數學發揮著不可替代的作用,同時也是學習和研究現代科學技術必不可少的基本工具,可以說,數學既是伴隨我們每個人學習、成長、工作、生活不可或缺的部分,也是從幼兒教育到學術前沿,都有著持續永久熱度的話題。或許從最簡單的層面,《數學的邏輯》就只是回答了這樣一個問題:爲什麽1+1可以等于2,也可以不等于2。而答案可以是五花八門:比如一對父母生了一個孩子,我們基于不同的條件可以說1+1=1,也可以說1+1=3。基于這種視角,作者鄭樂隽認爲,數學的本質是解決問題的手段而不是結果,無論是我們通常認爲的1+1=2,“2”這個簡單而確定的答案,還是關于納維-斯托克斯方程這種高難且複雜的答案,其實都不是數學研究的目的。

過去很多人都覺得數學是絕對理性的,因爲數學通常來自于嚴格的規則,這就是爲什麽它會引發恐懼。但本書的作者用自己多年學習數學、研究數學到成爲數學教授的親身經驗告訴我們,數學是理性的,但也是感性的,甚至越是高深的數學研究越是富有感情的,也正是這些類似“1+1爲什麽等于2”的微小問題在推動著數學前沿的發展。而數學之所以要建立在嚴格的規則、基礎上,要有那麽多公式、方程,正是爲了讓它經得起各種現實世界的質疑,所有的、深刻的質疑,保護我們美好的、完整的現實世界。

這本書的作者鄭樂隽是劍橋大學數學博士、芝加哥藝術學院常駐科學家,之前曾任教于英國曼徹斯特大學。著有《超越無窮大》《數學思維》《邏輯的力量》等多部數學科普暢銷書,英國《衛報》曾授予其“科學與自然類新秀作者”獎。同時,她還是一位舉辦過音樂會的鋼琴家。她在YouTube視頻網站上“如何烘焙PI”的視頻浏覽量已超過100萬次。

“消除世界上所有人對數學的恐懼”是鄭教授終身奮鬥的事業。鄭樂隽認爲,人們對數學的懼怕既來自對大量原本並沒那麽重要的原理、公式的畏難情緒,又與對這些原理、公式本身限制性的、缺乏想象力的解釋有關。作者認爲,這是真實的數學與人們對數學的認知之間存在的鴻溝。這本書的寫作目的就是希望縮小這個差距,用最簡單的問題而不是只有數學家才能看懂的公式,幫助懼怕數學的人,用更開放的方式重新理解這些數學原理和公式,重新認識數學。與很多數學科普書不同,鄭樂隽老師非常擅長從日常發現數學的靈感。所以我們將跟隨鄭教授在廚房裏做面包、切蛋糕到給孩子紮麻花辮的不同場景,重新理解微積分、範疇論這些難搞的數學名詞真正的含義,在她的數學科普視頻賬號中,常常能看見函數與拉小提琴場景神奇地結合在一起的畫面。

在鄭樂隽的書裏,學數學就像做手工一樣,通過一些零散的數據探索其中的規則。仿佛是在思想的荒原中過著自給自足的生活。這不是一本數學教科書,也不是一本數學曆史書,而是一部改變你對數學畏懼心理的數學情緒調理手冊。數學看似源自一套僵硬的規則,似乎數學存在的意義就是要回答一些卷紙上的問題,但是數學研究最重要的一個方面其實是如何提出問題。本書中會講述一些類似“2+4是否等于4+2”這種貌似天真幼稚的問題是如何把我們引向最深奧的數學研究課題的。數學源于好奇心,它來自人類本能的好奇心理,以及人們不滿足于既有答案,試圖進行更深入探索的欲望。在探索的過程中,做數學同做手工一樣帶來實操的成就感和滿足感。

從實數、虛數到複雜的運算順序,鄭樂隽帶領我們進入了一段從未見過的數學旅程,揭示了如何從看似不可能的來源中發現深刻的真相。作者在這本書中指出,數學不僅僅是關于如何得到正確答案的科學,更是關于自己創造的科學和真理,是一段令人興奮、令人畏懼、令人敬畏,並最終獲得快樂的經曆。鄭樂隽希望通過這本書的闡釋,幫助讀者理解數學到底是什麽,通過理解數學的本質,消除關于數學的神話和誤解,消除對數學狹隘的、缺乏想象力的認識,用有趣的數學思維理解我們的真實世界。

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